Високочастотний емісійний детектор для газової хроматографії

ОСОіЗЗ ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ. № СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 1Ш РЕСПУБЛИН 3(5U G 01 N Л / 0 8 ; G 01 N 27/68 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕЛ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3300145/23-25 (22) 15.06.81 (72) Ю.А.Сапрыкин, КЬА.Паздерский, А.Д.Зорин и Б.М.Головко (53) 5 4 3 . 5 4 4 ( 0 8 8 . 8 ) (56) 1. Бражников Б.В. Дифференциальные детекторы для газовой хромато" графии. М., "Наука", 1974, с.169-170, 2. Авторское свидетельство СССР № 70125b, кл. G 01 N 31/08, 1978 (прототип). ( 5 4 ) ( 5 7 ) В С К Ч С О Н Й ЭМИССИОНЫО ОАТ Т Ы Н Й ДЕТЕКТОР Д Я ГАЗОВОЙ ХРОМАТОт Ы Н ГРАФИИ, содержали разрядную камеру с Каналами для подвода анализируем мого газа с выхода хроматографической колонки и стабилизирующего г а за» высокочастотный генератор с индуктором, охватывающим разрядную камеру, и последовательно связанные монохроматор, фотоумножитель, усилитель и регистратор, о т л и ч а ю 1 щ и й с я тем, что» с целью повышения чувствительности детектора, разрядная камера выполнена в виде двух коаксиально расположенных т р у бок, внутренняя из которых соединена с каналом для подвода анализируемого г а з а , а кольцевой зазор между трубками соединен с каналом для подвода стабилизирующего г а з а . о 8 2 « I Ц03646 дается на кварцевый монохроматор с Изобретение относится к газовой фотоумножителем, усилителем и рехроматографии и может быть испольгистратором [2J , зовано для детектирования сложных Стабилизация разряда по оси раз— смесей с высокой Чувствительностью , рчдчой трубки вихревым потоком плази селективностью. кообразующего газа снижает термичесИзвестен высокочастотный эмиссионкое воздействие плазмы разряда на ный детектор, содержащий разрядную стенку разрядной трубки вследствие трубку, в которой при помсци микрообразования сравнительно холодного волнового излучения создается плазма высокочастотного разряда в по то-* IQ газового зазора между разрядом и внутренней поверхностью разрядной ке газа—носителя, например, аргона, трубки, что позволяет увеличить мощпоступающего из хроматографической ность высокочастотной энергии, вклаколонки. Компоненты пробы, раздедываемой в разряд, с целью повышения ленные на хроматографической.колон.. газовой температуры разряда. Кроме ке , возбуждаются в плазме разряда, того, этот слой препятствует продукизлучение которого поступает на там распада откладываться на поверхщель монохроматора [lj . ности разрядной трубки. Характеристическая „шния исслеВысокая газовая температура раздуемого вещества, выделенная моноряда способствует более полной ато*хроматором, преобразуется фотоуммизации . соединений, поступающих ножителем в электрический ток, ков разряд, что уменьшает или полносторый после усиления подается на тью устраняет, мешающее влияние регистратор. эмиссионных молекулярных спектров Существелным недостатком известного детектора является недостаточ- 25 на селективность детектлрования. Высокая газовая температура разряда но высокая селективность, вызванная способствует • также эффективному возтем, что конструкция разрядной труббуждениіО атомных линий, расположенки не позволяет повысить газовую ных в видимой или ультрафиолетовой температуру высокочасто!ного разряобластях спектра, чго дает возможда до такой степени, чтобы вызвать 30 ности» использовать в качестве мополную атомизацига соединений, постунохроматора доступные приборы с кварпающих в плазму разряда. Поэтому цевой оптикой. излучение плазмы содержит в основЭтот детектор обладает высокой ном излучение осколков молекул, коселективностью, но недостаточной чувторые обычно занимают широкую область частот. Из-за взаимного пере- 35 ствительностью . Это вызвано тем, что объемная скорость газа—носителя „ крывания молекулярных спектров разиз хроматографической колонки с комличных соединений селективное детек~понентами пробы более чем в 100 раз тирозание возможно для узкого круменьше объемной скорости плазмооб— га соединений. Еще одним недостатком известного 40 разующего газа в разрядной трубке. Поэтому концентрации компонентов ^а'іектора является то, что ом не пробы в плазме разряда также более дает возможности анализировать соечем в 100 раз меньше концентрации динения, продукті.! термического расих в газе-носителе на выходе из хро*пада которых могут отлагаться на поверхности разрядной трубки, напри- *5 матографической колонки. Уменьшение разбавления газа-номер, углеродсодермащие соединения, сителя путем уменьшения объемной скометаллоорганические соединения и др. рости плазмообразующего газа или Наиболее близким техническим реувеличения объемной скорости газа— шением к заявляемому устройству яв50 носителя через хроматографическую ляется высокочастотный эмиссионный колонку также не решает проблемы. детектор, содержащий разрядную камеУменьшение объемной скорости ру с каналами для подвода анализиплазмообразующего газа ниже опредеруемого газа с выхода хроматографиленного предела (около 10 л/мин] ерьг ческой колонки и стабилизирующего 55 вает стабилизирующее действие вихрегаза. Разрядная трубка расположена вого потока газа в разрядной трубке в индукторе, который подключен к и в итоге вызывает разрушение развысокочастотному генератору. Излурядной трубки. чение высокочастотного разряда по— 1003646 Увеличение скорости потока в хросокочастного разряда возбуждалась матографическои колонке также вызына выходе трубки 2, вает нежелательные последствия, таВнутренняя трубка 2 соединена кие как ухудшение разделения компос выходом хроматографическои колон— нентов пробы, повышение давления 5 ки 6, газ—носитель которой служит на входе в колонку и пр. в качестве плазмообразующего газа Целью изобретения является повыпри образовании зоны 5 высокочастотшение чувствительности детектора. ного разряда. Эта цель достигается тем, что Ввод 7 предназначен для подачи в высокочастотном эмиссионном де— tO газа в зазор между трубками I и 2 текторе для газовой хроматографии, с целью получения пристенного потока содержащем разрядную камеру с канагаза для стабилизации зоны 5 высоколами для подвода анализируемого гачастотного разряда и защиты от переза с выхода хроматографическои когрева поверхности трубки 1. лонки и стабилизирующего газа, вы15 Возбуждение высокочастотного разсокочастотный генератор с индуктором, ряда производится при помощи высокоохватывающим разрядную камеру, и посчастотного генератора 8 с выходной ледовательно связанные монохроматор, мощностью не менее 2 кВт и частотой фотоумножитель, усилитель и регис0,1—100 мГц, Излучение высокочастоттратор, камера выполнена в ьиде двух ного разряда подается на монохрома20 тор 9 и фотоприемником ТО, усилитекоаксиально расположенных трубок, внутренняя из которых соединена с лем 11 и регистратором 12, каналом для подвода анализируемого Высокочастотный эмиссионный дегаза, а кольцевой зазор между трубтектор работает следующим образом. ками соединен с каналом для подвода Из хроматографическои колонки 6 25 стабилиэирующе го газа. газ—носитель, например, аргон, с компонентами пробы поступает во внутТак как возбуждение высокочастотреннюю трубку 2, на выходе которой ного разряда производится на выходе возбуждается высокочастотный разряд 4. внутренней трубки, т.е. в потоке Одновременно через ввод 7 в кольцегаза-носителя из хроматографическои 30 вой зазор между трубками 1 и 2 поколонки, а образование холодного дают стабилизирующий газ, в качестпристенного потока газа для стабиливе которого может служить аргон или зации разряда и снижения термичесдругой газ. кого воздействия на поверхность разрядной камеры' производится отдельным В зависимости от величины зазора потоком газа через кольцевой зазор 35 между трубками I и 2 подбирают эе— между трубками, концентрация комполичину расхода газа от 50 до 5 л/мин* нентов пробы в плазме разряда не Образующийся пристенный поток холодотличается или незначительно отлиного газа стабилизирует высокочасчается от концентрации ее в газетотный разряд, не давая ему возможносителе на выходе из хдоматографи— 40 ности соприкасаться с поверхностью ческой колонки. Это дает возможность трубки 1, что позволяет поднять гаповысить чувствительность высокозовую температуру плазмы разряда частотного эмиссионного детектора до 10000 С. Кроме того, этот слой при сохранении селективности и друзащищает поверхность трубки I от на— гих возможностей известного детек*5 гарообразоваиня продуктами распада тора. компонентов пробы. Излучение разряда поступает на На чертеже изображен общий вид щель монохроматора 9, который настпредложенного высокочастотного эмистраивают на линию исследуемого эле— сионного детектора. 50 мента. Интенсивность линии преобраВысокочастотный эмиссионный детек" зуется фотоумножителем 10 в электригор содержит кварцевую разрядную каческий ток, который после усиления меру, состоящую из внешней трубки 1 электронным усилителем 11 подается диаметром 20-50 мм и внутренней трубна электронный потенциометр 12. ки 2, диаметр которой выбирают та55 Устранение смешивания плазмообраким, чтобы между трубками оставалзующего гаэл, поступающего из хро—ся зазор от 0,1 до 1 мм. Срез 3 внутматографической колонки, с охлажренней трубки 2 расположен в зоне дающим газом, поступающим через кольиндикатора 4 так, чтобы зона 5 вы— 1003646 цевой зазор между трубками, дзет возВо-первых - это высокая чувствиможность сохранить концентрацию тельность в сочетании с высокой с е компонентов пробы з газе-носителе лективностью, что позволяет опредеи в плазме высокочастотного разрялить микропримеси в особо чистых да. Следствием этого является по~ веществах, близкие по своим физивышение чувствительности предлагаеко-химическим свойствам к основному компоненту. Другими детекторами мого детектора по сравнению с из(неселективными) такие примеси не вестным на 2 порядка. могут быть определены из-за перекрыПроведенные испытания показали, 10 вания пика примесей пиком основного что чувствительность предложенного вещества. детектора к различным веществам составляет от Ь ііГ^до ІҐІ0 % при сохДругим достоинством детектора ранении селективности на уровне 10^. является отсутствие чувствительных Предлагаемый высокочастотный эмиск коррозии элементов, что расширяет сионный детектор по сравнению с друграницы анализируемых им веществ. гими детекторами для газовой хрома"" И следующим достоинством детектора тографии обладает значительными преиявляется возможность идентификации муществами при анализе высокочистых примесей, особенно при анализе лету— веществ, имеющими важное значение чих неорганических и металлооргани— в современной технике. 20 ческих веществ. Редактор А.Головенко Составитель Э.Скорняков Техред О.Ващипшна Корректор Н.Король Заказ В^5/ДСН Тираж 755 Подписное ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 U 0 3 5 , Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 1 1 "Патент", і . ШІ Ужгород, ул.Проектная, 4